Будущее силосования кормов

Фридрих Вайсбах (Эльменхорст, ФРГ)


В обзорной статье дана оценка современного состояния в мире и перспектив развития технологии силосования кормов. Рассмотрены следующие вопросы:
- консервирование кормов и проблема эмиссии метана;
- силос из трав и проблема качества брожения;
- параметры силосуемости кормовых культур при нормальных условиях;
- стратегия силосования провяленных трав;
- кукурузный силос и проблема аэробной нестабильности;
- силос из сахарного тростника и свеклы и проблема летучих компонентов;
- корректировка данных анализа химического состава и питательности силосов с учетом летучих компонентов;
- производство биогаза из растительного сырья;
- взаимосвязи численности поголовья жвачных животных и глобального накопления метана;
- управление качеством брожения, аэробной нестабильностью при силосовании кормовых культур.

КОНСЕРВИРОВАНИЕ КОРМОВ И ПРОБЛЕМА ЭМИССИИ МЕТАНА

Одной из предпосылок высокой продуктивности крупного рогатого скота в развивающихся странах умеренной климатической зоны является внедрение и использование эффективных способов консервирования кормов. За последние 50 лет доля консервированных кормов в этих странах значительно увеличилась относительно общего годового производства кормов, а их качество заметно улучшилось.

В Центральной и Северной Европе, а также в некоторых регионах Северной Америки такой результат был достигнут посредством прогрессирующей замены сена силосом и использования улучшенных технологий силосования злаковых и бобовых трав. Расширение площадей под кукурузу на силос в более прохладных регионах способствовало также дальнейшему развитию процесса. Сегодня даже возникло соревнование между различными источниками силоса и пастбищем, которое раньше считали более эффективным по части качества и затрат. Молочные стада со средним надоем молока 8000 кг и выше содержатся круглогодично в стойлах и питаются силосом как единственным источником объемистого корма, так как это, по-видимому, единственный способ удовлетворить их очень высокие требования к качеству корма.

Едва ли есть на земном шаре регионы, в которых свежий пастбищный корм был бы доступен в течение года в постоянном объеме и качестве. Более типично чередование периодов с растительностью и без нее, лета и зимы, влажного и сухого сезонов. Животноводство, напротив, является непрерывным процессом, который требует постоянной поставки кормов в необходимом количестве и качестве. Таким образом, консервирование кормов решает проблему несоответствия между постоянной потребностью в кормах и неравномерным поступлением растительной массы. Оно гарантирует поставку кормов в соответствии с потребностью в течение года. Кроме того, только консервирование кормов позволяет сохранить их качество, которое меняется в процессе вегетации. Это позволяет полностью использовать потенциал продуктивности животных в течение года. Поэтому мы должны заключить, что консервирование и хранение кормов – значимая проблема.

Однако в прошедшие десятилетия во многих европейских странах резко снизилось финансирование исследований по консервированию кормов, хотя в этой области предстоит еще сделать много. Ряд институтов с высокой международной репутацией был закрыт, а в других институтах  существенно сокращен штат сотрудников. Возникает риск того,  что ноу-хау будут потеряны, накопленные знания не будут переданы следующему поколению.

Потребность в исследованиях по консервированию кормов имеется даже в развитых странах. В этом отношении можно упомянуть о нередко возникающих серьезных проблемах с гигиеной питания в мире, которые часто вызываются скармливанием силоса (Fenlon, 1988; Roberts, 1988; Pahlow et al., 2003; Driehuis u te Giffel, 2009). Еще более важна потребность в эффективных технологиях у развивающихся стран. Низкий уровень продуктивности животных в этих странах часто обусловлен отсутствием передовых технологий консервирования кормов, отсюда слишком низкая степень сохранности кормов.

С другой стороны, в настоящее время во многих странах оказывается огромная финансовая поддержка проектов по исследованию эмиссии метана у жвачных животных. После углекислого газа метан, как известно, является самым важным маркером изменения климата, способствующим парниковому эффекту. Его эмиссия должна быть по возможности ограничена в интересах уменьшения глобального потепления.
То, что жвачные животные выделяют в атмосферу метан, специалистам известно давно, однако общественность, а за ней и политические деятели обратили на это внимание лишь в последние годы. Поэтому возникли вопросы: сколько метана производят жвачные животные, можно ли уменьшить этот источник метана и, в конечном счете, можем ли мы позволить себе содержать крупный рогатый скот, овец и коз? Очевидно, на эти вопросы должны дать ответы активно проводимые в настоящее время исследования. Однако на основе многочисленных экспериментальных данных, которые были получены в последние десятилетия, уже можно определиться по этой теме с научных позиций.

Образование метана – нежелательная, но неизбежная специфическая особенность пищеварительной системы жвачных. Производство метана приводит к потере энергии. В среднем теряется 7–9% потребленной валовой энергии корма (Schiemann et al., 1971).

Проведено много испытаний, нацеленных на уменьшение рубцового метаногенеза благодаря применению специальных кормовых добавок или балансирования рациона. Что касается кормовых добавок (например моненсина), было показано, что их воздействие ограничивается первыми днями введения, а после этого выработка метана быстро достигает первоначального уровня (Kirchgessner et al., 1995). Новые идеи, подходы и концепции для управления брожением в рубце с помощью  химических добавок (Takahashi, 2010) или бактериальных добавок (Davis, 2010) в целом остаются пока в значительной степени предметом обсуждения.

До сих пор не было опубликовано достаточно надежных результатов испытаний на животных, которые показали бы устойчивое снижение эмиссии метана благодаря кормовым добавкам, не оказывающим влияние на здоровье или продуктивность животных. По-видимому, нет оснований ожидать в ближайшем будущем решения проблемы с помощью кормовых добавок.

Степень возможного влияния балансирования рациона на выделение метана можно оценить по уравнению регрессии, описывающему взаимосвязь между потреблением питательных веществ и образованием метана. На основе обширной базы данных (337 обменных опытов с крупным рогатым скотом при использовании 3–12 животных на каждом из рационов, 5 дней уравнительного периода и около 1500 данных индивидуальных измерений) было получено следующее уравнение множественной регрессии (Jentsch et al., 2009):

m = 1,32 x₁ – 0,56 x₂ + 1,68 x₃ + 2,78 x₄; r² = 0,858,

где m – энергия образующегося метана [Дж]; x₁…x₄ – содержание перевариваемых питательных веществ [г]: x₁ – сырой протеин, x₂ – сырой жир, x₃ – крахмал + сахар (≈углеводы – клетчатка) и x₄ – безазотистое органическое вещество (НДК). Очевидно, что содержание клеточных стенок (≈НДК), которое типично для рационов жвачных животных, оказывает самое большое влияние на образование метана.

Для рационов, насыщенных углеводами без клетчатки (У-К), необходимы высокие нормы включения зерна, поэтому они нереальны. Та же самая база данных была использована для описания взаимосвязи между потреблением сухого вещества крупным рогатым скотом и произведенным метаном (Piatkowsky et al., 2010):

M = 32,76 – 0,384 x; r² = 0,224,

где М – масса метана [г/кг СВ];  x – потребление кормов [г СВ/кг живой массы].

Учитывая типичные нормы потребления кормов, можно рассчитать выделение метана с учетом вида рогатого скота и молочной продуктивности (таблица 1).

Отсюда можно прийти к заключению, что независимо от того, как и где содержатся жвачные животные, от 2,1 до 2,6% потребленного СВ преобразуется в метан и улетучивается. Повышение продуктивности ведет к уменьшению выхода метана на 1 кг потребленного СВ и на 1 кг произведенного молока и говядины. Скот, который не продуцирует из-за недостатка кормов, потребляет мало и, следовательно, производит малое количество метана в пересчете на животное и сутки. Но это образование метана не только непродуктивно, оно чрезвычайно высоко (2,8%) в пересчете на потребленное СВ.

Это диапазон, который покрывает величину образования метана от данного количества рогатого скота и потребленной им растительной биомассы. Одновременно этот диапазон определяет пределы, в рамках которых можно влиять на выделение метана жвачными. Других возможностей у нас не будет в обозримом будущем. Поэтому некоторые исследователи приходят к заключению, что общее поголовье рогатого скота – в том числе овец и коз, для которых применимы те же самые взаимосвязи и нормы выхода на 1 кг потребленного СВ – должно быть резко сокращено. Потреблять меньше пищи животного происхождения ради сохранения климата планеты – таково в настоящее время требование, получившее общественное звучание.

Но это требование в корне противоречит задаче увеличения производства продовольственных продуктов, получаемых от жвачных животных. Необходимо учесть, что огромная часть сельскохозяйственных угодий мира – это луга. Данные статистического ежегодника ФАО (2010) показывают, что две трети лугов – это пастбища. В Бразилии почти 75% всей земли, пригодной для сельскохозяйственного использования, – это луговые угодья. Естественно, обширные луга менее продуктивны, чем пахотная земля. Однако ни сегодня, ни в будущем, имея в виду дальнейшее увеличение численности населения мира, не удастся отказаться от использования луга. Поэтому сохранение такого же, как сегодня, многочисленного поголовья скота неизбежно.

В течение прошлого десятилетия отмечается дальнейшее увеличение поголовья скота. Наименьшее, что следует сделать – это остановить данную тенденцию. Растущую потребность в пище животного происхождения, вызванную устойчивым ростом населения мира, можно и должно удовлетворить благодаря повышению продуктивности животных. Одновременно это единственный реальный способ уменьшить выход метана на 1 кг продукта. Еще более высокая цель была бы достигнута, если бы продуктивность выросла до такой степени, чтобы можно было снизить поголовье жвачных животных и количество продуцируемого ими метана.

Взаимосвязь между образованием метана и молочной продуктивностью была описана ранее (Kirchgessner et al., 1995). Как видно из графика 1, самый большой эффект может быть достигнут при низкой начальной продуктивности животных, а при современных высоких удоях молока дальнейшее снижение продуцирования метана благодаря дальнейшему повышению удоев незначительно.

Многие страны с большим поголовьем жвачных животных, и особенно развивающиеся страны, имеют чрезвычайно низкий уровень продуктивности в животноводстве и, следовательно, высокий потенциал для увеличения продуктивности, что в конечном счете приведет к существенному уменьшению эмиссии метана. Таким образом, разработка и внедрение улучшенных технологий консервирования кормов, которые приспособлены к определенным климатическим и социально-экономическим условиям страны, становится важной задачей общей политики сохранения климата.

Дальнейшие стимулы для консервирования кормов возникли в течение прошлых нескольких лет в результате интенсивного использования биомассы растений, выращенных в сельском хозяйстве, для производства энергии. Производство как биоэтанола, так  и биогаза является непрерывным биологическим процессом, который, по аналогии с животноводством, нуждается в хранении растительной биомассы.

Для хранения влажного зерна пригодна энергосберегающая технология  консервирования в анаэробных условиях. Если целые растения кукурузы, зернофуражных культур, биомассы злаковых и бобовых трав, так же как сахарной свеклы (и возможно, также сахарного тростника), в будущем будут использованы для производства биогаза, консервирование путем силосования неизбежно.

Только в виде силоса корма могут использоваться в качестве субстрата для производства биогаза. Кроме необходимости делать эти материалы пригодными для хранения, растительная биомасса для такого использования должна быть определенного и стабильного качества. Брожение в траншеях может рассматриваться до известной степени как первая фаза общего процесса производства биогаза, которое впоследствии продолжается в ферментере до тех пор, пока органическое вещество, пригодное для брожения, не будет полностью трансформировано в метан и углекислый газ. Требования к качеству силоса аналогичны таковым для кормления животных, но отнюдь не одинаковы по всем показателям.

Производство электричества, тепла и топлива из биомассы должно в будущем существенно поспособствовать производству возобновляемой энергии, чтобы заменить ископаемые источники, освобождая таким образом атмосферу от выделяющегося при  сгорании углекислого газа. Благодаря заготовке растительной биомассы, соответствующей определенным требованиям, консервирование кормов может и должно внести решающий вклад в производство энергии, не наносящее вреда климату. Таким образом, консервирование растений для этой цели должно осуществляться в будущем в еще большем масштабе, и для этого должны быть разработаны самые совершенные технологии.

СИЛОС ИЗ ТРАВ И ПРОБЛЕМА КАЧЕСТВА БРОЖЕНИЯ

Цель всех технологий и процедур по консервированию кормов состоит в том, чтобы убирать выращенный урожай с кормовой ценностью, максимально возможной по количеству и качеству, и при разумных экономических затратах. Даже там, где климатические условия позволяют равномерно и в сжатые сроки производить сено полевой сушки, технология консервирования все равно остается полезным и низкозатратным способом. Конечно, при правильной организации сенозаготовки потери питательных веществ будут не выше, а качество корма не ниже, чем при силосовании. Но, к сожалению, это относится далеко не ко всем регионам, и там замена сенозаготовки на производство силоса из сенокосных культур дает существенные выгоды.

Эффективное использование цельных растений кукурузы, зернофуражных культур и, возможно, сахарной свеклы для целей кормления животных и производства энергии связано с технологией силосования. Поэтому полезно поближе рассмотреть потенциал этого метода консервирования кормов и требования к будущим исследованиям и разработкам.

В работе Wilkinson et al. (2003) авторы провели тщательный анализ и оценку истории производства силоса. В заключение они разбили все страны на три географические зоны, которые различаются по состоянию и потенциалу развития производства силоса.

1) Европа и Северная Америка, где производство силоса хорошо налажено, где есть потребность в новых технологиях и технике для сокращения себестоимости силоса и где вероятна частичная замена силоса из многолетних трав на силос из кукурузы, цельных растений зернофуражных культур и бобовых.

2) Некоторые умеренные и тропические регионы, где силос в настоящее время составляет небольшую долю в рационе кормления животных (например Австралия, Новая Зеландия и Латинская Америка). Там, вероятно, будет увеличено производство силоса, чтобы использовать преимущества системы силосования по сравнению с системами выпаса или заготовки сена даже в условиях сезонного производства питательных веществ.

3) Районы тропического и субтропического климата, где потенциал силоса пока еще в значительной степени не реализован и где еще долго будет сохраняться потребность в уборке массы с высокой питательностью, поддержании этой кормовой ценности и уменьшении потерь в процессе хранения и скармливания.

Для каждой из этих географических зон должны быть разработаны свои технологии и стратегии силосования, которые наиболее соответствуют условиям конкретных стран. В этом отношении опыт развитых стран может быть использован, но маловероятно, чтобы он был непосредственно применен в тропических и субтропических областях.

Ниже описаны технологии и стратегии, которые были развиты в Европе и Северной Америке, и рассмотрено, насколько они подходят для других регионов. В итоге будет сделан вывод о необходимости дальнейших исследований и активизации внедрения, в частности, для областей тропического и субтропического климата.

Главная проблема силосования злаков и бобовых в зонах умеренного климата состоит в том, чтобы обеспечить оптимальное качество брожения силоса, несмотря на меняющиеся условия, чтобы гарантировать низкие потери в результате брожения, высокое потребление корма и хороший гигиенический статус силоса.

Известно, что силосное брожение зависит от наличия субстрата для молочнокислых бактерий. Необходимое количество водорастворимых (WSC – water soluble carbohydrates), т.е. легкоферментируемых, углеводов  связано с буферной емкостью (ВС – buffer capacity) трав. Поэтому, чтобы охарактеризовать силосуемость той или иной культуры, следует вычислить частное от деления WSC на ВС. Отношение WSC/ВС служит для характеристики потенциала подкисления трав.

Буферная емкость характеризуется в данном случае количеством молочной кислоты, которая требуется для подкисления кормовой массы до pH 4,0 (Weissbach, 1967). Практическое преимущество имеет однотипное измерение параметров WSC и ВС (например в г/кг СВ). В этом случае отношение этих двух параметров означает, во сколько раз потребность в стандартизированной молочной кислоте превышает содержание легкоферментируемых углеводов в растительном материале.

Бобовые очень часто имеют низкое содержание WSC, но одновременно имеют более высокую концентрацию буферных веществ, чем злаки. В противоположность распространенному мнению, ВС бобовых определяется прежде всего не содержанием протеина трав, а главным образом щелочностью их минеральных компонентов. Регрессионный анализ данных по 52 разновидностям растений различных таксономических семейств привел к следующему уравнению (Weissbach, 1998):

ВС = 0,092 x₁ + 0,442 x₂ – 19,5 (5,88 – x₃);  r² = 0,842

где ВС – буферная емкость, мг-экв./100 г СВ, x₁ – содержание азота, мг-экв./100 СВ, x₂ – щелочность золы, мг-экв./100 г СВ и x₃ – pH трав.

Это уравнение учитывает также влияние высоких концентраций свободных органических кислот, которые могут содержаться в повышенных количествах в некоторых тропических растениях (McDonald et al., 1991).

Восприимчивость клостридий к кислотам возрастает по мере снижения водной активности в окружающей среде (таблица 2). Таким образом, несмотря на низкое отношение WSC/ВС, можно избежать плохого брожения путем провяливания трав. Чем ниже WSC/ВС, тем выше должно быть содержание сухого вещества.

На графике 2 показаны зоны риска плохого качества брожения, возможного при неблагоприятном соотношении WSC/ВС и содержании СВ.

Минимальное содержание СВ (СВ_мин.), которое требуется для компенсации дефицита субстрата, увеличивается (в направлении верхнего угла треугольника) по мере уменьшения отношения WSC/ВС, и оно может быть рассчитано по следующему уравнению (Weissbach et al., 1974):

СВ_мин. [%] = 45 – 8 WSC/ВС

Таким образом, сбраживаемость данной или иной культуры определяет ее силосуемость в зависимости от двух параметров – отношения WSC/ВС и СВ. По предложению L. Schmidt (см. Weissbach и Honig, 1996), для характеристики сбраживаемости эти два параметра – СВ и WSC/ВС – могут быть объединены в один параметр, который называют коэффициентом ферментации (КФ):

КФ = СВ [%] + 8 WSC/ВС.

Травы с КФ <35 относятся к трудносилосуемым, тогда как с КФ> 45 – к легкосилосуемым.

Было показано, что обеспечение минимального содержания СВ (СВ_мин.), согласно вышеприведенному уравнению, не всегда достаточно, чтобы предотвратить маслянокислое брожение. Силосуемая масса должна, помимо этого, содержать определенную концентрацию нитратов (Hein и Weissbach, 1977; Spoelstra, 1985; Kaiser и Wei., 1997; Weissbach et al., 1993; Weissbach, 1996). Нитраты трансформируются в нитриты на ранних стадиях брожения, предотвращая таким образом развитие клостридий, пока не наступит критический уровень рН. Минимально необходимая концентрация нитратов – предмет бурных обсуждений (Kaiser et al., 2002; Kaiser et al., 2005; Kaiser et al., 2009; Kaiser et al., 2009; Pahlow, 2002; Weissbach и Honig, 1996; Weissbach, 1998). Однако, основываясь на экспериментальных данных многочисленных опытов по силосованию сырья из самых разных видов растений, достаточным, как правило, оказалось содержание нитратов в количестве 1 г/кг СВ. Альтернативно эпифитные молочнокислые бактерии (МКБ), при их содержании минимум 105 КОЕ/г натурального корма, могут компенсировать нехватку нитратов и способствовать хорошему качеству брожения.

Напротив, было показано, что силос без масляной кислоты можно часто приготовить, даже если концентрация СВ в растительной массе была ниже, чем СВ_мин., и в ней не содержалось достаточного количества нитратов и молочнокислых бактерий. Для некоторых видов растений было доказано, что причиной этого явления были вторичные метаболиты растений (Weissbach, 1998). По-видимому, чувствительность клостридий к низким значениям pH также усиливается при наличии ингибиторов бактериального происхождения. Эти ингибиторы предотвращают расщепление лактата на более поздних стадиях брожения.

Из этих двух защитных эффектов – а именно:

1) наличия нитратов (и соответственно нитритов) или высокой популяции эффективных эпифитных молочнокислых бактерий в начале процесса брожения,

2) наличия определенных ингибиторов, которые защищают силос от клостридий на более поздних стадиях брожения и дальнейшего хранения,

– вытекают возможности влияния на качество брожения путем использования силосующих добавок.

В таблице 3 обобщены данные по силосуемости основных силосных культур в Европе. Благодаря высокому отношению WSC/ВС райграсы (виды Lolium) легче силосуются, чем все другие виды злаков, а последние лучше, чем бобовые. Цельные растения зернофуражных культур и кукуруза (Zea mays) силосуются без проблем. В самых неблагоприятных условиях необходимый минимум сухого вещества (СВ_мин.) должен быть для райграсов примерно 30%, для клевера лугового (Trifolium pratense) и остальных злаков – 35%, для люцерны (Medicago sativa) – 40%.

На практике содержание СВ изменяется в более широком диапазоне во время уборки провяленных растений и в процессе заполнения траншеи. Чем выше планируемая степень среднего провяливания, тем шире будет диапазон колебаний. Рекомендуемая стратегия состоит в том, чтобы поддержать содержание СВ в пределах определенного диапазона. Более низкий предел этого диапазона (СВ мин.) определяется отношением WSC/ВС, верхний предел зависит от технологии силосования и качества укрытия траншеи. Для хранилищ траншейного типа содержание СВ макс. не должно превышать 45%.

Таким образом, определенные культуры требуют различных диапазонов изменения СВ, в то время как колебания степени провяливания должны выдерживаться идеально. Для рулонов СВ макс. должно быть 60%, в то время как для башенных хранилищ СВ макс. устанавливается в зависимости от высоты штабеля корма (более низкая секция – 60%, средняя секция – 45%, верхняя секция – 30%).

Первичная цель использования силосующих добавок, гарантирующих хорошее качество брожения, – это компенсация слишком малой степени провяливания и, если требуется, дефицита нитратов. Проверенные химические силосующие добавки (органические кислоты и их соли, а также нейтральные консерванты, включая нитрит натрия и гексамин) должны иметь потенциал, сходный по эффекту с увеличением уровня СВ в растительной массе по крайней мере на 10%. Инокулянты, главным образом гомоферментативного типа, должны быть настолько эффективными, чтобы содержание СВ при силосовании могло снизится на 5% по сравнению с СВ_мин.. С учетом этого могут быть определены пределы колебаний СВ, специфичные для каждой культуры, целесообразные при силосовании. В таблице 4 приведены рекомендуемые диапазоны для силосования в хранилищах траншейного типа.

Стратегически используя силосующие добавки, можно значительно расширить технологически желаемый диапазон СВ и существенно подавить нежелательный тип брожения. Однако затраты на силосующие добавки, особенно на химические продукты, довольно высоки, так как для гарантированного успеха дозу консерванта рассчитывают по самой влажной партии урожая, которую заложили в траншею.

Новейшие достижения в технологии уборки урожая позволяют использовать высокоточные приборы также и в производстве силоса (Savoie и Shinners, 2009). Это открыло возможности для контроля дозирования силосующей добавки, точно основанного на реальной потребности. Современные измельчители оборудованы датчиками, которые измеряют пропускную способность и содержание СВ в режиме реального времени, а также дозаторами, непрерывно контролирующими внесение силосующих добавок.

Для каждого вида химической силосующей добавки может быть разработана специфическая для каждой культуры математическая функция, которая дозирует внесение добавки на основе данных о содержании СВ. Это в свою очередь приводит к существенному сокращению совокупных затрат в целом по траншее, так как используется конкретная дозировка, требуемая для данного содержания СВ.

Например, в таблице 5 показаны ожидаемые эффекты от силосования трав с жидкой химической добавкой, содержащей нитрит натрия и гексаметилен тетрамина. Эта добавка обычно применяется в дозе 3 л/т, и ее эффект равен увеличению уровня СВ на 14% (Weissbach et al., 1989). Минимальная дозировка этой силосующей добавки, которая обычно применяется при использовании оборудования online (в непрерывном потоке), обеспечивает  достаточное количество нитрита натрия, чтобы ингибировать активность клостридий в ранние фазы брожения даже в сырье без нитратов.

Какие рекомендации могут быть получены из этой совокупности знаний и современного состояния технологии для других регионов? Были опубликованы обстоятельные обзоры (Nussio, 2005; Adesogan, 2009), а также многочисленные индивидуальные статьи различных научно-исследовательских групп по проблемам производства силоса в тропических и субтропических областях (Cezario et al., 2009; Martens et al., 2009; Parvin et al., 2009a; Parvin et al., 2009b). Травы теплого сезона – основа тропических кормов. Как сообщают Ribeiro et al. (2009), производство травяного силоса в Бразилии главным образом основывается на растениях рода Brachiaria и Panikum, причем одни только виды Brachiaria представляют 85% культурного луга.

Известно, что эти травы теплого сезона по сравнению с травами умеренного климата намного беднее по содержанию WSC и протеина, намного богаче по концентрации кислотно-детергентной клетчатки (КДК) и нейтрально-детергентной клетчатки (НДК) и, следовательно, существенно хуже по переваримости (Adesogan, 2009). Однако очевидно, что все еще недостает систематических исследований по изучению химического состава, переваримости и силосуемости этих трав в зависимости от вида растений, сезона, уровня удобрения и фазы вегетации. Но такая информация абсолютно необходима, чтобы применять оптимальные режимы возделывания и использования, а также стратегии консервирования.

Опыты, в которых отдельные виды растений выращивали на экспериментальных делянках (см., например, Ribeiro et al., 2009), – хорошее начало, но этого недостаточно для химического анализа культуры или даже только силоса, как это было сказано в публикации. Такие опыты должны быть проведены в разные фазы и стадии зрелости и увязаны с опытами по переваримости на валухах. Такая информация необходима для предсказания влияния стадии зрелости и кратности скашивания на питательность. Имеющихся данных также недостаточно, чтобы установить тип брожения силоса, для чего прежде всего должны быть определены параметры оценки пригодности зеленого корма для силосования (содержание сухого вещества, водорастворимых углеводов, буферной емкости, нитратов, эпифитных лактобактерий).

КУКУРУЗНЫЙ СИЛОС И ПРОБЛЕМА АЭРОБНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ

Кормовая кукуруза относится к легкосилосуемому сырью. Коэффициент ее ферментации всегда более 45, и надо одновременно совершить много ошибок, чтобы получить плохого качества брожение у кукурузного силоса. Кукуруза всегда содержит намного больше WSC по отношению к ВС, а количество эпифитных МКБ избыточно во многих случаях.

Однако излишек WSC создает совершенно иную качественную проблему. WSC, которые не используются для образования молочной кислоты, служат питательной средой для дрожжей. В процессе анаэробного хранения дрожжи размножаются, переводя сахар в этанол. При последующем воздействии воздуха дрожжи переключаются на дыхательный метаболизм с выделением тепла и интенсивным размножением. В результате молочная кислота распадается, что приводит к повышению величины рН, и таким образом создаются  условия окружающей среды, которые стимулируют развитие нежелательных микроорганизмов. Силосы, приготовленные из кукурузы, а также из сорго обыкновенного и цельных растений зернофуражных культур, склонны к аэробной порче, которая приводит к большим потерям питательных веществ, а также ухудшению гигиенического качества. Как было показано в последние годы, большое количество спор облигатных анаэробных клостридий было найдено в верхних слоях силоса, который подвергся аэробной порче (Driehuis и te Giffel, 2005; Tabacco и Borreani, 2009).

Эти процессы хорошо изучены и зафиксированы (Pahlow and Muck, 2009). Излишек легкопереваримых углеводов предрасполагает силос из кукурузы и сорго к аэробной порче. Главным образом дрожжи создают аэробное повреждение, а доступ воздуха в процессе хранения и после вскрытия траншеи инициирует этот нежелательный процесс. Предотвращение доступа кислорода или, по крайней мере, уменьшение его является обязательным требованием к любому эффективному способу силосования. Технические меры, которые способствуют этому, как правило, экономически очень выгодны (Muck and Homes, 2005; Bernardes et al., 2009; Holmes и Bolsen, 2009; Muck and Homes, 2009).

Тем не менее у этих культур остается особенно высокая вероятность аэробной нестабильности, и поэтому возникает настоятельная необходимость ее минимизации. К сожалению, надежного предсказания склонности того или иного силоса к аэробной нестабильности пока не существует. Однако, что хорошо известно – это ингибирующее действие относительно высокого содержания недиссоциированной уксусной кислоты на дрожжи, благодаря чему предотвращается аэробная нестабильность. На графике 3 показаны результаты оценки многочисленных экспериментальных данных.

Эти данные ясно демонстрируют, что силосы, содержащие недиссоциированную уксусную кислоту в концентрации менее 3 г/кг свежей массы (СМ), в основном нестабильны, тогда как силосы, содержащие больше 8 г/кг, почти всегда стабильны. Как известно, доля недиссоциированной кислоты (α) зависит от величины pH согласно следующему уравнению:

где [H +] – концентрация водородных ионов [моль/л], а D – константа диссоциации, которая для уксусной кислоты равна 1,76 x 10^-5. Следовательно, чтобы обеспечить аэробную стабильность, эти два критерия должны соответствовать друг другу, а именно: достаточно высокое содержание уксусной кислоты и достаточно низкая величина pH.

Из графика 3 видно, что имеется довольно широкий диапазон концентраций недиссоциированной уксусной кислоты (3–8 г/кг СМ), при которой поведение силоса после воздействия воздуха не может быть предсказано. Таким образом, существуют дополнительные факторы, влияющие на аэробную стабильность. Дальнейшее исследование этого явления крайне важно. За исключением кукурузы и сорго, должны быть рассмотрены вторичные метаболиты растений и их производные, которые могут оказывать ингибирующий эффект на дрожжи. Этот эффект известен применительно к люцерне, но химическая природа этих веществ остается все еще невыясненной. Системные исследования диких растений Европы показали, что не только люцерновый силос стоек к аэробной порче, но также полученный из пяти других бобовых и целого ряда двудольных не ухудшался от контакта с воздухом (Weissbach, 1999). Следует поэтому сосредоточиться на экспериментах для выяснения, присутствуют ли эти эффекты у тропических и субтропических видов растений, и использовать их.

Что касается угнетения дрожжей с помощью повышенной концентрации уксусной кислоты, то следует отметить, что в этом отношении в конце 90-х гг. был достигнут большой прогресс. Удалось продемонстрировать, что закваска растительной массы определенно подобранными штаммами гетероферментативного вида Lactobacillus buchneri приводит к повышению концентрации уксусной кислоты и более высокой аэробной стабильности силоса (Driehuis et al., 1996; Driehuis et al., 1999). Лактат при вторичном брожении распадается с образованием ацетата. Несколько позднее был выяснен метаболический путь формирования ацетата. Образовавшийся водород используется для синтеза 1,2-пропандиола (Oude Elferink et al., 1999; Oude Elferink et al., 2001) (рисунок 1).

Более того, было также показано, что 1,2-пропандиол усваивается существующим в природе видом Lactobacillus diolivorans и преобразуется в 1-пропанол и пропионовую кислоту на более поздних стадиях ферментации силоса (Krooneman et al., 2002). Хорошо известно, что пропионовая кислота является более мощным ингибитором дрожжей, чем уксусная кислота. Поэтому образование этой кислоты брожения также способствует стабилизации силоса. В дополнение следует отметить, что описанные биохимические реакции приводят к накоплению двух компонентов, которые имеют более высокое содержание энергии в 1 г, чем молочная и уксусная кислоты.

В последние годы были исследованы различные штаммы L. buchneri, которые, как было показано, очень эффективны в улучшении аэробной стабильности (Bannemann et al., 2009; Bruse-meister et al., 2009a; Brusemeister et al., 2009b). Одновременно было получено свидетельство, что закваска  этого вида бактерий может привести к более высокой концентрации уксусной кислоты, чем допустимо для мелких и крупных жвачных животных. Чрезмерное количество уксусной кислоты, как принято считать, уменьшает потребление корма (Eisner et al., 2006). И хотя такие потенциально опасные эффекты вряд ли будут иметь место в регионах с умеренным климатом, необходимо изучить, насколько эти эффекты и потенциальный риск возможны в тропиках и субтропиках. При более высоких температурах хранения, чем в Европе и Северной Америке, процесс разложения молочной кислоты бактериями L. buchneri может привести к нежелательному повышению содержания уксусной кислоты.

В отличие от травяного силоса, использование гомоферментативных заквасок для кукурузы и сорго и не нужно, и нецелесообразно. Неоднократно постулируемые положительные эффекты не были постоянными или их величина была крайне мала. Наблюдали как раз обратное. Стимулирование гомоферментативного молочнокислого брожения приводило к существенному ухудшению аэробной стабильности силосов.

Мнения технологов о пользе применения заквасок для силоса весьма спорны, несмотря на однозначность полученных данных (Pahlow et al., 2003; Kung, Jr. et al., 2003; Kung, Jr., 2009). Davies (2010) возражает против использования гетероферментативных МКБ и считает, что образование уксусной кислоты приводит к выделению CO2, а энергия теряется, если она не используется жвачными. Кроме того, более высокую концентрацию уксусной кислоты он относит к отрицательному эффекту образования метана в рубце, если больше уксусной, а не молочной кислоты поступает в эту часть преджелудка.

Однако эти постулаты несущественны. Двуокись углерода, образовавшаяся в траншее как побочный продукт уксусной кислоты, является производным фотосинтеза и поэтому безопасна для климата. Эту потерю биомассы можно косвенно рассматривать как полезную, так как на каждый килограмм сухого вещества, потерянного в процессе брожения, приходится по крайней мере 3 кг СВ, которые будут спасены от воздействия воздуха в процессе выемки корма и которые в противном случае могут быть испорчены в результате аэробного повреждения (Tabacco et al., 2011). Более того, конечные продукты обмена гетеролактатного пути состоят не только из ацетата, но также и из энергетически более ценных компонентов 1,2-пропандиола, 1-пропанола и пропионовой кислоты. Потенциально энергетическая ценность 1 г СВ силоса даже повышается. К сожалению, летучие вещества, которые теряются в процессе сушки в сушильных шкафах, не учитываются – иногда полностью или частично. Это в свою очередь приводит к неправильной оценке (занижению) питательной ценности силоса.

Другая недавно установленная проблема также связана с летучими конечными продуктами брожения. Из хозяйств неоднократно поступали сообщения о дурно пахнущем силосе кукурузы, который неохотно поедался молочными коровами или который животные даже отказывались потреблять. Исследования образцов, взятых на фермах, так же как и многочисленные анализы в лабораториях, смогли пролить свет на причину явления. Неприятный запах был связан со спонтанным образованием эфиров кислот брожения (Weiss et al., 2009a; Weiss et al., 2009b). При использовании ГХ-МС и специального газохроматографического анализа многие летучие вещества были идентифицированы. Было установлено, что самые высокие концентрации имеют этиллактат и этилацетат. Содержание этих эфиров зависело главным образом от концентрации этанола и в меньшей степени от концентрации органических кислот. Чем более высоким был уровень этанола, тем больше было найдено эфиров этила соответствующих кислот. Отсюда: если требуется снизить накопление эфиров, необходимо уменьшить образование этанола.

В работе Mitloehner et al. (2009) авторы сообщили об исследовании летучих органических веществ (ЛОВ), включая эфиры, испускаемых открытыми силосными курганами. Цель этих исследований – проверить, выпускаются ли ЛОВ в атмосферу от молочных ферм и могут ли они быть источником образования озона на уровне земли. Однако никаких количественных данных о ЛОВ и никаких взаимосвязей между образованием эфира и свойствами силоса авторы не выявили.

В таблице 6 обобщены результаты лабораторных опытов по силосованию сорго (Weiss и Auerbach, 2011), в которых изучали влияние различных типов добавок на накопление эфиров. Хотя бактерии L. buchneri уменьшают уровни этанола и образование этиллактата по сравнению с необработанным силосом и вариантом с добавкой гомоферментативных бактерий L. plantarum, только сочетание бензоата натрия и сорбината калия в испытуемой химической добавке существенно ограничило спиртовое брожение, а также образование этиловых эфиров лактата и ацетата. Эти результаты подтвердили Kleinschmidt et al. (2005), которые также сообщили об ингибировании дрожжей химическими добавками и образовании этанола в силосе.

СИЛОС ИЗ САХАРНОГО ТРОСТНИКА И СВЕКЛЫ И ПРОБЛЕМА ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ

Сахарный тростник принадлежит к высокоурожайным культурам и в некоторой степени используется сегодня на кормовые цели (Nussio, 2005). Используется не только растение в целом, но также и его верхняя часть, которую получают как побочный продукт в период уборки урожая для производства сахара. Очевидно, эта культура обладает потенциалом для использования в качестве корма в больших объемах, повышая таким образом эффективное и равномерное обеспечение жвачных животных кормами в течение года.

Использование сахарного тростника возросло бы, если бы существовала эффективная и доступная технология его силосования. Поэтому был проведен ряд исследований по силосованию сахарного тростника (Kung, Jr. и Stanley, 1982; Pedroso et al., 2002; Pedroso et al., 2005; Avila et al., 2009; Muraro et al., 2009; Nussio et al., 2009a; Nussio et al., 2009b; Pinto et al., 2009). Но результаты оказались противоречивыми. И хотя о положительных результатах скармливания силоса из сахарного тростника телкам, а также молочным коровам сообщили Nussio (2005) и Queiroz et al. (2005), они противоречили данным о потерях при силосовании и питательной ценности полученных силосов. Kung, Jr. и Stanley (1982) даже пришли к выводу, что сахарный тростник непригоден для силосования из-за высоких потерь сухого вещества.

Очевидно, в данном случае избыток сахара – проблема при силосовании. Сахарный тростник содержит намного больше WSC, чем может быть преобразовано в молочную кислоту. Таким образом, значительная их доля используется дрожжами. Об очень высоких потерях с газами брожения и о еще более высоких потерях СВ многократно сообщалось (Pedroso et al., 2005; Nussio et al., 2009a; Nussio et al., 2009b). Однако суммарная потеря СВ не была связана с утечкой со стоками, поскольку их было мало. Причина существенных различий между суммарной потерей СВ и газообразными потерями осталась невыясненной.

Еще более важным был признан факт резкого снижения уровня СВ и питательности в процессе брожения. Концентрация фракций КДК и НДК увеличилась в ходе ферментации, а переваримость in vitro и in vivo (в опытах на овцах) снижалась. Чем более зрелым был сахарный тростник и чем выше было содержание в нем сахарозы, тем сильнее ухудшалась пищевая ценность силоса. Все эти негативные сведения относительно силосования сахарного тростника, вероятнее всего, обусловлены летучими органическими веществами (ЛОВ), которые содержатся в силосе, но не были учтены или были учтены недостаточно. Поскольку содержание этанола в силосе из сахарного тростника может быть чрезвычайно высоким, воздействие этой методической ошибки является особенно важным и приводит к ненадежным и нереальным результатам.

Тот факт, что силос содержит летучие органические вещества (ЛОВ), известен (McDonald и Dewar, 1960), а методы их анализа при определении СВ имеют долгую историю в исследовании силоса (Cherny и Cherny, 2003). В течение десятилетий при определении СВ использовали «корригирующий метод дистилляции с толуолом» по Dewar и McDonald (1961), который был принят за стандартный метод. Коррекция была сначала направлена только на кислоты, которые перегонялись в дистиллят, позже стали учитывать также спирты. Обширные исследования были проведены, чтобы получить «истинное содержание СВ» при помощи химических методов для определения содержания влаги по методу Kar- Fischer путем титрования или газовой хроматографии (Porter and Barton, 1997; Porter and Murray, 2001). Европейские специалисты по силосованию с удивлением отметили, что при определении питательности силоса по методам AOAC, которые используются также в некоторых других странах (например Pedroso et al., 2005), не учитываются летучие органические вещества.

В связи с этим признано, что дистилляция толуолом неперспективна из-за проблем с защитой здоровья и высокими затратами. Более того, имеются принципиальные причины, которые причисляют этот метод к неадекватным. Все результаты, полученные этим методом, никогда не совпадают с данными, полученными с помощью сушильных шкафов, к которым привязаны все другие лабораторные исследования (например пересчет концентрации питательных веществ на базе содержания сухого вещества). Это применяется, даже когда все ЛОВ переведены в дистиллят и учтены. При этом считается, что силос состоит не только из твердых и жидких веществ, но содержит также абсорбированный CO2, который полностью улетучивается, только если пробу сушат при высоких температурах в сушильном шкафу или в результате дистилляции толуолом.

По результатам обширных исследований с различными видами силоса, выполненных Бергом в 1971 году, перепроверенных и подтвержденных  в работе Weissbach (2005), было доказано, что абсорбция CO₂ достигает существенных значений и тесно коррелирует с содержанием СВ. Следовательно, уравнение: СВ = (Масса силоса) – (Вода) неверно. Рассчитанная таким образом разница между массой свежего силоса и массой воды всегда несколько выше, чем фактическое содержание СВ. Поэтому дистилляция толуолом не может служить в качестве эталона упрощенных аналитических методов, как это было предложено, например, в работе Haigh (1995) и процитировано Cherny и Cherny (2003). Это же относится ко всем методам, основанным на химическом определении содержания воды и на предложениях о корректировке содержания СВ.

Единственно пригодный метод, который соответствует современному уровню состояния знаний, должен включать определение всех летучих компонентов силоса и суммирование их с СВ, определенным высушиванием в сушильных шкафах. При этом следует учитывать летучесть каждого отдельного летучего компонента и затем вычислять их количество. Эти коэффициенты летучести были определены при помощи стандартизированной процедуры сушки в сушильном шкафу (первоначальная сушка пробы при 60– 70°C с последующей заключительной сушкой при 105°C в течение 3 часов) (Weissbach и Strubelt, 2008a-c; Weiss-bach, 2009a). Нижеприведенные уравнения были разработаны для корректировки содержания СВ с учетом потерь в процессе сушки в сушильном шкафу при указанных условиях.

Силос кукурузы:

СВc = СВ_н + 0,95 ЛЖК + 0,08 МК + 0,77 ПД + 1,00 АЛ

Силос травяной:

СВc = СВ_н + (1,05 – 0,059 pH фактора) ЛЖК + 0,08 МК + 0,77 ПД + 0,87 БД +1,00 АЛ

Силос сахарной свеклы:

СВc = СВ_н + 0,95 ЛЖК + 0,08 МК + 1,00 AЛ

где СВc – скорректированное СВ, СВ_н – нескорректированное СВ, ЛЖК – сумма летучих жирных кислот (C₂…C₆), МК – молочная кислота, ПД – 1,2-пропандиол, БД – 2,3-бутандиол и AЛ – сумма спиртов (C₁…C₄). Все эти переменные имеют одну размерность – г/кг свежего корма. Уравнение для силоса из кукурузы может быть также использовано для силоса из сорго обыкновенного и цельных растений зернофуражных культур, а уравнение для сахарной свеклы пригодно для силоса из сахарного тростника.

Как следствие корректировки содержания СВ должны быть уточнены и все остальные аналитические параметры, которые выражены как доля от СВ. Те из них, которые определяли непосредственно в воздушно-сухом образце и обычно выражаются как процент СВ_н (т.е. зола, КДК или НДК), следует умножить на коэффициент СВ_н/СВc. Фракции, определяемые по разности (например органическое вещество – OВ или  вещества, растворимые в нейтральных детергентах – NDS), рассчитываются еще раз путем умножения на коэффициент, выраженный в процентах от СВc. То же самое относится к вычислению переваримости in vitro и in situ таких фракций, в которых содержатся летучие компоненты (например переваримость СВ или переваримость OВ). В качестве примера: высушенный остаток после оценки in vitro переваримости сухого вещества (IVTСВ), выраженный как доля СВ_н, должен быть умножен на СВ_н/СВc. Разница между 100 и этим числом и составит истинную величину IVTСВ.

Статья Kung, Jr. и Stanley (1982) содержит экспериментальные данные о силосах, которые были приготовлены из сахарного тростника, убранного в разных стадиях зрелости (6, 9, 12, 15 и 24 месяца роста), а также силоса из кукурузы. Силосы из сахарного тростника 6, 12 и 24 месяцев роста и силос из кукурузы были испытаны в опытах по переваримости на овцах. По счастью, эта статья содержит все необходимые данные, чтобы сделать пересчет на основе скорректированного СВ. Данные, представленные в таблицах 7–9, позволяют сравнить результаты, полученные на основе как нескорректированного, так и скорректированного содержания СВ.

По мере вегетации сахарного тростника увеличивается содержание сухого вещества вследствие накопления сахарозы. В траншеях содержание СВ силоса уменьшается главным образом в результате спиртового брожения, что может быть объяснено высокими потерями массы. Образование этанола всегда влечет за собой потерю 49% массы (в основном за счет моносахаридов) (McDonald et al., 1991). Брожение приводит к снижению уровня СВ, а содержание всех компонентов в пересчете на сухое вещество, на которые не повлияло брожение, например КДК, увеличивается. Степень этого повышения будет меньше, если содержание рассчитывается на основе скорректированного СВс (таблица 7).

В опытах по переваримости потребление СВ увеличивается благодаря коррекции содержания в силосе СВ, в то время как содержание СВ в экскрементах остается неизменным, приводя тем самым к увеличению переваримости СВ. Различие между скорригированной и неисправленной переваримостью СВ силоса из сахарного тростника в возрасте 24 месяцев достигло приблизительно 10 процентов (таблица 8).

При вычислении питательной ценности необходимо учитывать, что в процессе спиртового брожения приблизительно 97% валовой энергии глюкозы или фруктозы сохраняется в конечном продукте обмена – этаноле. Этанол, который входит в состав скорригированного СВ, не только полностью усвояем, но содержит к тому же в 1 г намного больше энергии, чем другие компоненты переваримого органического вещества.

Была сделана попытка учесть при оценке данных высокую энергетическую ценность этанола. Были предложены следующие константы содержания валовой энергии (ккал/г): этанол – 7,12, летучие жирные кислоты  и молочная кислота – 3,50, все другие компоненты переваримого органического вещества – 4,17 (Schiemann et al., 1971; Jentsch et al., 1969). Эти величины были использованы при расчете валовой (ВЭ) и переваримой (ПЭ) энергии (таблица 9).

Довольно нетрадиционный подход был выбран для учета высокой энергетической питательности этанола при вычислении суммы переваримых питательных веществ – СППВ (TDN – tota- digestible nutrients). По аналогии с переваримым жиром, концентрацию которого при вычислении СППВ умножают на коэффициент 2,25, содержание этанола как части переваримых углеводов умножают на 1,71 г в г (7,12/4,17 = 1,71). Таким образом, можно вычислить значение СППВ, скорректированное не только по СВ, но и по энергии. Величины СППВ, приведенные в таблице 9, получены путем такого вычисления. Разница между скорригированной и нескорригированной СППВ достигает 20%, из них 10% за счет более высокой переваримости СВc и приблизительно 10% – за счет более высокого содержания энергии переваримого СВc.

Эта оценка предполагает, что энергия этанола используется так же, как энергия других питательных веществ. Исходя из знаний современной физиологии, можно считать, что этанол останется неизменным, проходя через рубец и стенку рубца, и что его энергия используется в межуточном обмене, как и энергия других всосавшихся питательных веществ. Jentsch et al. (1969) определили норму использования энергии этанола свиньями (72%), которая вполне сопоставима с другими питательными веществами, например с глюкозой или молочной кислотой, в то время как энергия уксусной кислоты используется менее эффективно (приблизительно на 60%).

Новейшие исследования (Daniel, 2011) показали, что этанол может быть трансформирован микрофлорой рубца в уксусную кислоту, так что переваримая энергия этанола не сможет быть полностью использована жвачными животными. Очевидно, по данному вопросу требуются дополнительные исследования. В любом случае приведенные расчеты показывают существенно более высокие значения энергетической питательности силоса из сахарного тростника, чем предполагалось ранее. И хотя изученный кукурузный силос был не самого высокого качества, силос из сахарного тростника в среднем имел такую же энергетическую ценность, как и силос из кукурузы. Это объясняет, почему на силосе из сахарного тростника в упомянутых опытах по кормлению были получены намного лучшие результаты, чем можно ожидать по данным кажущейся питательности (Nussio, 2005; Queiroz et al., 2005).

Это предположение подтверждается данными о содержании энергии в силосе (таблица 9). Если внести поправки, то переваримая энергия силоса сахарного тростника достигает того же самого уровня, что и в силосе из кукурузы.

В таблице 9 приведены также значения потенциала метанообразования (МОП) этих силосов на тот случай, если силос из сахарного тростника будет применен как субстрат для производства биогаза. Эти величины были рассчитаны с использованием расчетного  метода, который был апробирован и опубликован в последнее время (Weissbach, 2008; 2009a-f). Метод базируется на допущении, что содержание истинного переваримого OВ, определенное на овцах, получающих корм на поддерживающем уровне, в норме может быть использовано как масштаб для измерения потенциала культуры для образования биогаза. Содержание истинного переваримого OВ рассматривается в данном случае как ферментируемое органическое вещество (ФОВ). Для этого от количества видимо переваримого ОВ следует вычесть метаболические потери с калом (60 г/кг СВc), чтобы получить содержание истинного переваримого OВ.

Вклады отдельных химических веществ в формирование биогаза вычисляли путем использования стехиометрических уравнений так, как это делали Buswel- и Mueller (1952) для безазотистых веществ:

Аналогичное уравнение для азотсодержащих веществ было предложено в работе Boyle (1976). Например, согласно этому уравнению стехиометрический потенциал метанообразования составляет 393 л на 1 кг сахарозы и 730 л на 1 кг этанола. Как результат обширных вычислений с использованием химического состава соответствующих культур были получены следующие уравнения для расчета потенциала метанообразования:

Силос кукурузы:

МОП = 0,420 ФОВ

Силос сахарного тростника:

МОП = 0,400 ФОВ + 0,34 АЛ

Силос сахарной свеклы:

МОП = 0,375 ФОВ + 0,32 АЛ

где МОП – потенциал метанообразования [л/кг СВc], ФОВ – ферментируемое органическое вещество [г/кг СВc],  АЛ – сумма всех спиртов [г/кг СВc]. МОП – это объем газа при стандартной температуре и давлении.

Как видно из последнего столбца таблицы 9, значения МОП сходны для всех силосов (приблизительно 270 литров метана в 1 кг СВc). Из этого можно сделать вывод, что сброженный сахарный тростник производит столько же метана, сколько и силос из кукурузы, и что эта величина  не зависит от степени преобразования сахара в этанол в процессе силосования.

Однако если МОП был подсчитан по нескорректированному СВ (см. предпоследний столбец в таблице 9), то результаты были заметно искажены, а кажущееся увеличение МОП составило 19% в результате увеличенного перехода сахара в этанол. Это кажущееся увеличение наблюдали во многих сериях лабораторных испытаний по производству биогаза, в которых не делали корректировку СВ на потерю ЛОВ. Следует заключить, что корректировка СВ является необходимой предпосылкой для объективной оценки выхода биогаза и возможностей на него повлиять.

Недавно опубликованное микробиологическое исследование привлекло к себе пристальное внимание. В этой статье описана способность определенного штамма Lactobacillus buchneri производить ферулат эстеразы (Nserenko et al., 2007), давая тем самым надежду на повышение переваримости клеточных стенок кукурузного и травяного силоса путем внесения закваски этих бактерий. Другие ученые также сосредоточились на этой теме (Berzahi, 2009; Brusemeister et al., 2009a; Brusemeister et al., 2009b; Kung, 2009; Nussio et al., 2009; Santos et al., 2009; Spielbauer et al., 2009). Обобщая результаты, следует отметить, что ожидаемое влияние на переваримость НДК маловоспроизводимо и незначительно. Также не установлены колонизации бактериями пищеварительного тракта, когда скармливали животным силос с закваской (Harman et al., 2009). Однако уже подтверждено положительное влияние данного штамма  L. buchneri на аэробную стабильность.

Другое исследование имело целью повышение выхода биогаза из силоса травы и кукурузы при использовании коллекционного штамма L. buchneri (Ruser et al., 2009). Как видно из таблицы 10, эффективность газообразования зависит прежде всего от того, насколько всесторонне было исправлено содержание СВ с учетом потери ЛОВ во время сушки. Чтобы более высокий выход биогаза увязать со способностью изучаемого штамма бактерий разрушать клеточные стенки, следует исключить возможность того, что наблюдаемые различия вызваны различиями в типе брожения испытуемых силосов. Это в свою очередь требует полного анализа силоса на все необходимые ЛОВ и последующей корректировки СВ. Отмеченное усовершенствование выхода биогаза за счет закваски силоса штаммом  L. buchneri может быть полностью объяснено повышением аэробной стабильности, что сокращает аэробные потери биомассы. Это было многократно подтверждено испытаниями (Banemann et al., 2009).

Как было показано выше, из сахарного тростника вполне возможно приготовить ценный силос с низкими потерями энергии как для кормления жвачных животных, так и для производства биогаза, хотя вопрос о целесообразности того или иного направления использования остается открытым и требует дальнейших исследований. Также были высказаны большие ожидания и надежды в отношении потенциального и коммерческого использования заквасок типа L. buchneri (Nussio et al., 2009a и 2009b; Muraro et al., 2009), чтобы предотвратить рост дрожжей и спиртовое брожение. Новые штаммы бактерий были изучены и проверены на специфическую способность подав-лять дрожжи (Avila et al., 2009; Pinto et al., 2009) или на выяснение, на какие конкретно сорта сахарного тростника наилучшим образом оказывают противогрибковое действие эти бактерии. Все эти попытки не дали ожидаемых результатов, и не менее важно, что вопреки ожиданиям основная проблема чрезмерного избытка WSC в этой культуре не была решена.

Целесообразно, по-видимому, если это возможно, еще раз переосмыслить существующую базу научных данных после корректировки СВ с учетом потерь ЛОВ в процессе сушки. Кроме того, необходимо провести новые опыты с соответствующими анализами приготовленных силосов. На основе этих данных должна быть предложена и проверена новая концепция для разработки способа. При этом существует много нерешенных вопросов, ответы на которые могут быть получены только в целенаправленных опытах. Среди них можно отметить следующие.
- Как ведут себя необработанные силосы сахарного тростника в практических условиях, если они приготовлены без добавок, но по технологически лучшим способам силосования (соответствующие длина и качество резки, уплотнение, герметизация от воздуха), аналогичным силосованию кукурузы?

- Какова аэробная стабильность таких силосов из сахарного тростника после достаточно длительного брожения и времени хранения (например 6 месяцев)?

- Каковы реакция животных и потребление ими такого силоса из сахарного тростника, несмотря на высокие концентрации этанола?

- Дает ли использование заквасок типа L. buchneri  реальную прибыль, сколько уксусной кислоты образуется во время длительных периодов хранения и как это влияет на потребление корма?

- Имеются ли какие-либо преимущества в использовании противогрибковых химических добавок, которые сохраняют сахар в силосе из сахарного тростника и одновременно гарантируют высокую аэробную стабильность, и экономятся ли затраты за счет этого типа добавок?
Не так давно было начато использование сахарной свеклы в качестве субстрата для производства биогаза в Германии (Wagner et al., 2009). Эта культура не может быть сохранена без специальных технологий, и ее следует силосовать, если она будет использоваться непрерывно в течение года. Наилучшая технология пока еще не определена, и в настоящее время испытываются и обсуждаются разные варианты. Основные из них два.

Первый способ хранения состоит в измельчении сахарной свеклы и ее спонтанной и бесконтрольной ферментации. Вероятно, нет никаких ограничений в превращении дрожжами сахарозы в этанол в течение длительного периода брожения, так как МОП сахарозы почти полностью сохраняется в конечном продукте брожения – в этаноле. Однако имеется еще требование обеспечить эффективную стоимость емкостей для анаэробного хранения.

По сравнению с сахарным тростником переработка сахарной свеклы отличается выделением очень больших объемов сточных вод, что увеличивает затраты на емкости для хранения. Есть одно решение этой проблемы – хранение неизмельченной свеклы в пластмассовых трубах. Целые корнеплоды выделяют значительно меньше сока, чем измельченная свекла. Необходимая обработка целых корнеплодов при производстве биогаза проводится тогда непосредственно перед подачей в ферментер.

Второй способ – это химическое консервирование как целой, так и измельченной свеклы. Использование заквасок мы не рассматриваем как адекватный способ сохранения такой богатой сахаром растительной биомассы.

В частности, в таблицах 10 и 11 приведены результаты исследования влияния химической добавки на процесс брожения, потери и параметры производства биогаза (Thaysen и Auerbach, 2011).

Потери СВ в необработанной сахарной свекле были значительны вследствие распада сахаров. Однако скорректированное СВ имело существенно больше МОП, так как повысилось содержание этанола. Наоборот, в обработанном силосе из сахарной свеклы спиртовое брожение было почти полностью подавлено и, таким образом, сохранена большая часть сахара.

Потери в процессе брожения определяли путем учета заложенной и выгруженной массы в пересчете на скорректированное СВ и путем учета МОП свежей свеклы и свекольного силоса. МОП рассчитывали по содержанию ФОВ в свежей свекле и свекольном силосе с учетом содержания этанола в силосе и с использованием вышеприведенных уравнений.
Потери СВ, обусловленные главным образом выделением CO2 во время спиртового брожения, составили более 20% в необработанном силосе и были существенно ниже при использовании химической добавки. Вследствие высокой калорийности этанола потери МОП были незначительны, особенно при использовании химического препарата. Следовательно, с целью сохранения энергии высокосахаристого сырья можно применять оба способа силосования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Консервирование кормов и особенно производство силоса – чрезвычайно актуальная тема. Обеспечение достаточным питанием постоянно растущего во всех регионах мира населения требует максимально продуктивного использования сельскохозяйственных земельных ресурсов, сокращения потерь выращенной биомассы и высокоэффективного ее использования.

И хотя это касается всех регионов мира, однако в слаборазвитых странах, вносящих значительный вклад в глобальное сельскохозяйственное производство, имеются огромные возможности для увеличения производства, которые все еще не реализованы. Во многих развивающихся странах необходимо создавать эффективно работающие сельскохозяйственные предприятия, производящие продукты питания и адаптированные к климатическим и социально-экономическим условиям.

Все это невозможно без содержания жвачных сельскохозяйственных животных. Сколько животных необходимо и сколько метана, безопасного для климата, будет выделено, зависит от продуктивности животных, которая в свою очередь зависит от уровня кормовой базы. Новым вызовом сельскохозяйственному производству стало растущее использование растительной биомассы в качестве возобновляемого  источника энергии. И для этого также необходимы высокоэффективные способы заготовки и последующего хранения биомассы.

Следовательно, производство и консервирование кормов необходимо интенсифицировать с использованием наиболее совершенных технологий. Необходимы дальнейшие исследования по производству силоса. Активный международный обмен знаниями и накопленный опыт в области консервирования весьма плодотворны и полезны, однако прямое заимствование технологий в зонах умеренного климата возможно лишь в ограниченных масштабах. Решения об их более широком практическом использовании должны быть приняты для специфических условий и, по-видимому, для конкретных стран. Это в конечном счете выдвигает требования к систематическим исследованиям и расширенным программам по консервированию кормов и к их финансовой поддержке.

Перевел с английского
Владимир Попов,
кандидат биологических наук

Статья подготовлена по материалам доклада, представленного на II международном симпозиуме по качеству объемистых кормов и их силосованию, 16–19 ноября 2011 г., университет Сан-Пауло, Бразилия (Proc. of the II Intern. Symp. on Forage Quality and Conservation (Eds J.L.P. Daniel, M. Zapollatto & L.G. Nussio), 2011, Univ. Sao Paulo, Brazil, pp. 319–363).

Источник: журнал «Аграрное обозрение», №6 за 2012 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Adesogan, A. T. (2009): Challenges of tropical silage production. Proceedings XV nternational Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 139-154

Avila, C.L.S., J.C. Pinto, W.F. Duarte, B.F. Carvalho and R.F. Schwan (2009): Screening of lactic acid bacteria for sugarcane ensiling. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 205-206

Banemann, D., M. Nelles and J. Thaysen (2009): Silage as feedstock for biogas: Novel perspectives for silage additives Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 355-356

Bernardes, T.F., L.G. Nussio, R.C. Amaral and A.L.B. Schogor (2009): Sealing strategies to control the top losses of corn silage. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 213-214

Berzaghi, P. (2009): Effect of 11CFT inoculant on mid lactation dairy cow performances. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 359-360

Boyle, W. C.: Energy recovery sanitary landfills – a review. A seмин.ar held in Gottingen 1976, pp. 119-138. Published in: Schlegel, H. G. and Barnea, S. (ed.): Microbial Energy Conversion Oxford Pergamon Press, 1976

Brusemeister, F., C. Kalzendorf, B. Losand, B. Ruther and J. Thaysen (2009a): Influence of treating grass with a ferulate esterase releasing inoculant (Pioneer 11GFT) on preservation and total tract digestibility of ensilage. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 363-364

Brusemeister, F., C. Kalzendorf, B. Losand, B. Ruther and J. Thaysen (2009b): Influence of treating corn with a ferulate esterase releasing inoculant (Pioneer brand 1CFT) on preservation and total tract digestibility of ensilage. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 365-366

Buswell, A. M., and H. F. Mueller(1952): Mechanism of methane fermentation. Industriell and Engineering Chemistry 44, No. 3, 550-552

Cezario, A.S., O.G. Pereira, K.G. Ribeiro, R. Garcia, S.C.V. Filho and J.P.S. Rigueira (2009): Dry matter intake and performance of beef cattle fed diets containing marandu grass silage, treated with microbial inoculants. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 367-368

Cherney , J.H. and D.J.R. Cherney (2003): Assessing silage quality. In: D. R. Buxton, R. E. Muck and J. H. Harrison (ed.): Silage Science and Technology. Amarican Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America. Agronomy Monograph no. 42, 141-198

Davies, D. R. (2010): Silage inoculants – next? Proceedings 14 International Symposium Forage Conservation, Brno, Czech Republic, 32-39

Dewar, W.A., and P. McDonald (1961): Deterмин.ation of dry matter in silage by distillation with toluene. Jounal Science Food Agric. 11, 790-795

Driehuis, F. and M.C. te Giffel (2005): Butyric acid bacteria spores in whole crop maize silage. Proceedings XIV International Silage Conference, Belfast, Northern Ireland, UK, 271

Driehuis, F. and M.C. te Giffel (2009): Mycotoxins in silages and total diets for dairy cattle. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 157-158

Driehuis, F., S.F. Spoelstra, S.C.J. Cole and R. Morgan (1996): Improving aerobic stability by inoculation with Lactobacillus buchneri. Proceedings XI International Silage Conference, Aberystwyth, UK, 106-107

Driehuis, F., S.J.W.H. Oude Elferink and S.F. Spoelstra (1999): Anaerobic lactic acid degradation during ensilage of whole crop maize inoculated with Lactobacillus buchneri inhibits yeasts growth and improves aerobic stability. Journal Applied Microbiology 87, 583-594

Eisner, I, K.-H. Sudekum and S. Kirchhof (2006): Relationships between silage fermentation characteristics and feed intake by dairy cows. Ubersichten Tierernahrung. 34, 197-221

FAO (2010): Statistical Yearbook

Fenlon, R. D. (1988): Listeriosis. In: B. A. Stark and J. M. Wilkinson: Silage and health. Proceedings of a conference held at Bristol Veterinarian School, Chalcombe Publications, UK, 7-18

Fenner, H. and H.D. Barnes (1965): Improved methode of deterмин.ig dry matter in silage. Journal Dairy Sci. 48, 1324-1328

Harman, E.K., K.J. Forrester, B.K. Smiley, E.C. Jansen, B. R. Harman and W.M. Rutherford (2009): Persistence of silage lactobacillus within the ruмин.ant digestive tract.

Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 393-394

Hein, E. and F. Weissbach (1977): Decomposition processes and effects of nitrate in ensiling green forage. Proceedings XIII International Grassland Congress, Leipzig, Germany, Vol. II, 1323-1325

Holmes, B. J. and K. K. Bolsen (2009). What’s new in silage management? Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 61-76

Jentsch, W., B. Piatkowsky, M. Schweigel, and M. Dernow (2009): Quantitative results for methane production of cattle in Germany. Arch. Tierzucht 52, 587-592

Jentsch, W., R. Schiemann und L. Hoffmann (1969): Utilization of the energy of ethanol, acetic acid and lactic acid in trials with pigs. In: K.L. Blaxter, G. Thorbek and J. Kielanowski (edit.): 4th Symposium on energy metabolism of farm animals. EAAP Publ. Nr. 12, Oriel Press Ltd. Newcastle, 319-322

Kaiser, E. and K. Wei. (1997): Zum Garungsverlauf bei der Silierung von nitratarmem Grunfutter. 2. Mitteilung: Garungsverlauf bei Zusatz von Nitrat, Nitrit, Milchsaurebakterien und Ameisensaure. Archives Animal Nutrition 50, 187-200

Kaiser, E., K. Wei. and I. Polip (2002): A new concept for the estimation of ensiling potential of forages. Proceedings XIII International Silage Conference, Auchincruive, Scotland, UK, 344-358

Kaiser, E., K. Wei. and I. Polip (2005): New results on inhibition of clostridia development in silages. Proceedings XIV International Silage Conference, Belfast, Northern Ireland, UK, 213

Kaiser, E., K. Wei. and I. Polip (2009): The influence of dry matter, nitrate content and acidification on development of clostridia in silages green forage. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 247-248

Kirchge.ner. M, W. Windisch and H. L. Muller (1995): Nutritional factors for the quantification of methane production. In: W. v. Engelhardt, S. Leonhard-Marek, G. Kleinschmidt, D.H., R.J. Schmidt and L. Kung, Jr. (2005): The effect of various antifungal additives on fermentation and aerobic stability of corn silage. Journal Dairy Sci. 88, 2130-2139

Krooneman, J., F. Faber, A.C. Alderkamp, S.J.H.W. Oude Elferink, F. Driehuis, I. Cleenwerck, J. Swings, J.C. Gottschal and M. Vancanneyt (2002): Lactobacillus diolivorans sp. nov, a 1,2-propanediol-degrading bacterium isolated aerobically stable maize silage. Intern. Journal Systematic and Environmental Mikrobiology 52, 639-646

Kung, Jr., L. (2009): Potential factors that may limit the effectiveness of silage additives. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 37-45

Kung, Jr., L. and R.W. Stanley (1982): Effect of stage of maturity on the nutritive value of whole-plant sugarcane preserved as silage. Jounal Animal Science, 54, 696-689

Kung, Jr., L., M.R. Stokes and C.J. Lin (2003): Silage additives. In: D. R. Buxton, R. E. Muck and J. H. Harrison (ed.): Silage Science and Technology. Amarican Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America. Agronomy Monograph no. 42, 305-360

Martens, S.D. and J.F. Abello (2009): A first screening of LAB strains as inoculants for tropical legumes. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 269-270

McDonald, P. and A.W. Dewar (1960): Deterмин.ation of dry matter and volatiles in silage. Journal Science Food Agriculture 11, 566-570

McDonald, P., N. Henderson and S. Heron (1991): Biochemistry of silage. Chalcombe Publications, Marlow, Bucks, UK, Second edition Mitloehner, F.M., I.L. Malkina, A. Kumar and P.G. Green (2009): Volatile organic compounds emitted dairy silages and other feeds. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 15-26

Muck, R.E. and B.J. Holmes (2005): Factors affecting bag silo densities and losses. Proceedings XIV International Silage Conference, Belfast, Nothern Ireland, UK, 245

Muck, R.E. and B.J. Holms (2009): Influence of cover type on silage quality in bunker silos. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 277-278

Muraro, G.B., G.B. Mourao, B.N.F.S. Travagin, M. Zopollatto, R.C. Amaral, S.G. Toleto Filho and L.G. Nussio (2009): Effect of Lactobacillus buchneri on fermentative profile and microbial population in sugarcane silages. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 279-280

Nishino, N. and S. Uchida (1999): Laboratory evaluation of previously fermented juice as a fermentation stimulant for lucerne silage. J. Sci. Food Agric. 79, 1285-1288

Nsereko, V.L., B.K. Smiley, W.M. Rutherford, A. Spielbauer, K. J. Forrester, G.H. Hettinger, E.K. Harman and B.R. Harman (2009): Influence of inoculating forage with lactic bacterial strains that produce ferulate esterase on ensilage and ruмин.al degradation of fiber. Animal Feed Sci. Techol.145, 122-135

Nussio, L.G. (2005): Silage production tropical forages. Proceedings XIV International Silage Conference, Belfast, Nothern Ireland, UK, 97-107

Nussio, L.G., R.C. Amaral, G.B. Muraro, B. Domeniconi, V.P. Santos, A:L:B: Schogor, J.L.P. Daniel and G.B. Mourao (2009a): An evaluation of the effectiveness of Lactobacillus buchneri to control total losses and improve the aerobic stability of two sugarcane varieties harvested for silage. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 281-282

Nussio, L.G., M.P.C. Gallo, G.B. Muraro, R.C. Amaral, J.O. Sarturi and T.F. Bernardes (2009b): Nutritive value, total losses and aerobic stability of sugarcane top silages treated with additives at ensiling. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 285-286

Nussio, L.G., M. Zopollatto, R.C. Amaral, N.L: Lombardi, J.O.Sarturi, V.P. Santos and R.S. Goulart (2009c): Nutritive value of Corn silage inoculated with Propionibacterium acidopropionici, Lactobacillus buchneri or combination of both microorganims. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 283-284

Ohshima, M., A.E. Kimura and H. Yokota (1997a): A method of making good quality silage direct cut alfalfa by spraying previously fermented juice. Animal Feed Sci. Techn. 66, 129-137

Ohshima, M., Y. Ohshima, E. Kimura and H. Yokota (1997b): Fermentation quality of alfalfa and Italian ryegrass silages treated with preyioulsly fermented juice prepared both herbages. Animal Sci. Techn. 68, 41-44

Oude Elferink, S.J.W.H., F. Driehuis, J. Krooneman, J.C. Gottschal and S.F. Spoelstra (1999): Lactobacillus buchneri can improve the aerob stability of silage via novel fermentation pathway: the degradation of lactic acid to acetic acid and 1,2-propanediol. Proceedings XII International Silage Conference, Uppsala, Sweden, 266-267

Oude Elferink, S.J.W.H., J. Krooneman, J.C. Gottschal, S.F. Spoelstra, F. Faber and F. Driehuis (2001): Anaerobic conversion of lactic acid to acetic acid and 1,2-propanediol by Lactobacillus buchneri. Applied and Environmental Microbiology 67, 125-132

Pahlow, G. (2002): Application of a new concept for the estimation of the ensiling potential of forages for a rang of crops. Proceedings XIII International Silage Conference, Auchincruive, Scotland, UK, 361-371

Pahlow, G. and R. E. Muck (2009): Managing for improved aerobic stability. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 77-90

Pahlow, G., R. E. Muck, F. Driehuis, S. J. W. H. Oude Elferink and S. F. Spoelstra (2003): Microbiology of Ensiling. In: D. R. Buxton, R. E. Muck and J. H. Harrison: Silage Science and Technology. Amarican Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America. Agronomy Monograph no. 42, 31- 93

Parvin, S. and Nishino (2009a): Microflora associated with ensiling of wilted guinea grass as deterмин.ated by culture-dependent and culture-independent analyses. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 451-452

Parvin, S., M. Niimi and N. Nishino (2009b): Assesment of wited guinea grass silage stored in laboratory-scale and big bale silos. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 449-450

Pedroso, A.F., L.G. Nussio, S.F. Paziani, D.R.S. Loures, M.S. Igarasi, R.M. Coelho, J.L. Ribeiro, M. Zopollatto and J. Horii (2002): bacterial inoculants and chemical additives to improve fermentation sugar cane (Saccharum officinarum) silage. Proceedings XIII International Silage Conference, Auchincruive, Scotland, UK, 66-67

Pedroso, A.F., L.G. Nussio, S.F. Paziani, D.R.S. Loures, M.S. Igarasi, R.M. Coelho, I.H. Packer, J. Horii and L.H. Gomes (2005): Fermentation and epiphytic microflora dynamics in sugar cane silage. Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), v.62, n.5, p. 427-432

Piatkowsky, B., W. Jentsch and M. Derno (2010): New results on methane production and its estimation for cattle. Zuchtungskunde 82 (5), 400-407

Pinto, J.C., C.L.S. Avila, B.F. Carvalho and R.F. Schwan (2009): Effect of a novel strain of lactic acid bacteria in sugarcane silage. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 301-302

Porter, M.G. and D. Barton (1997): A comparison of methods for the deterмин.ation of dry matter in grass silage including an extraction method for water. Animal Feed Science Technology 68, 67-76

Porter, M.G. and R.S. Murray (2001): The volatility of components of grass silage on oven drying and the inter-relationship between dry matter content estimated by different methods. Grass and Forage Science 56, 405-411

Queiroz, O.C.M., L.G. Nussio, M.C. Santos, J.L. Ribeiro, P. Schmidt, M. Zopollatto, M.C. Juniqueira, M.S. Camargo, S.G.T. Filho, L.G. Vieira, M.O. Trivelin, L.J. Mari and D.P. Souza (2005): Sugarcane silage compared with traditional roughage sources on performance of dairy cows. Proceedings XIV International Silage Conference, Belfast, Nothern Ireland, UK, 257

Reuter, B., F. Weissbach, L. Schmidt and M.P. Zwierz (1989): Investigations into the efficiency of the silage additive Cekafusil. In: F. Weissbach (ed.) Proceedings International Symposium on Production, Evaluation and Feeding of Silage. June 12-16 in Rostock, ILID-Druckerei Berlin,Germany, 69-78

Ribeiro, K. G., O. G. Pereira, S. B. Soares and L. O. Rosa (2009): Chemical composition and fermentation profile of tropical grass silages. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 453-454

Roberts, T. A. (1988): Botulism. In: B. A. Stark and J. M. Wilkinson: Silage and health. Proceedings of a conference held at Bristol Veterinarian School, Chalcombe Publications, UK, 35-43

Ruser, B., G. Pahlow, A. Kraft and W. Rutherford (2009): Improved biogas production silage treated with an esterase producing inoculant. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 455-456

Santos, M.C., L.T. Tatit, M.C. Der Bedrosian, W. Hu, O.G. Pereira, L. Williams, M. Gilinsky and L. Kung, Jr. (2009): Effects of microbial inoculants and dry matter content (maturity) at harvest on the fermentation, aerobic stability and digestion of NDF of two corn hybrids. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 309-310

Savoie, P, and K.J. Shinners (2009): Advances in silage harvesting. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 169-180

Schiemann, R., K. Nehring, L. Hoffmann, W. Jentsch und A. Chudy (1971): Energetische Futterbewertung und Energienormen. VEB Deutscher Landwirtschaftsverlag Berlin, Germany

Spielbauer, A.J., B.K. Smiley and W.M. Rutherford (2009): In vitro measurements of whole plant corn silage digestibility after treatment with ferulic acid esterase-producing bactria. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 459-460

Spoelstra, S.F: (1985): Nitrate in silage. A review. Grass and Forage Science 40, 1-11

Tabacco, E. and G. Borreani (2009): Quantifying the extent of aerobic deterioration in bunker and pile silages at the farm level. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 321-322

Tabacco, E., F. Righi, A. Quarantelli and G. Boreani (2011): Dry matter and nutritional losses during anaerobic deterioration of corn and sorghum silages as influenced by different lactic acid bacteria. Journal Dairy Sci. 94, 1409-1419

Takahashi, J.(2010): Greenhouse gases and sustainable animal agriculture. Proceedings 14 International Symposium Forage Conservation, Brno, Czech Republic, 98-106

Thaysen, J and H. Auerbach (2010) – unpublished

Wagner, A, U. Weber, G. Weber, M. Scholtissek, H. Auerbach and F. Weissbach (2009): Preservation of sugar beets in plastic bags for biogas production. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 471-472

Wei., K., C. Kalzendorf, J. Zittlau and H. Auerbach (2009a): Novel results on the occurrence of volatile compounds maize silages. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 33-34

Wei., K., C. Kalzendorf, J. Zittlau and H. Auerbach (2009b): Formation of volatile compounds during fermentation of forage maize. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 339-340

Weissbach, F. (1967): Deterмин.ation of buffering capacity of forage plants and its importance to the assessment of fermentability. Proceedings of an Interational Symposium. September 26-28 in Rostock, Deutsche Akademie Landwirtschaftswiss. Berlin, Germany, Tagungsber. Nr. 92, 211-220

Weissbach, F. (1968): Relationships between herbage and course of fermentation in ensiling of forage (German language). Habilitation, University Rostock, Germany

Weissbach, F. (1996): New developments in crop conservation. Proceedings XI International Silage Conference, Aberystwyth, Wales, UK, 11-25

Weissbach, F. (1998): Investigations on the impact of individual species of forbs within the swards of extensivesly used meadows on silage fermentation. Landbauforschung Volkenrode, FAL, Sonderheft 185, 1-99

Weissbach, F. (1999): Consequences of grassland de-intensification for ensilability and feeding value of herbage. Landbauforschung Volkenrode, FAL, Sonderheft 206, 41-53

Weissbach, F. (2005): A simple method for correction of fermentation losses measured in laboratory silos. Proceedings XIV International Silage Conference, Belfast, Northern Ireland, UK, 278

Weissbach, F. (2008): On assessing the gas formation potential of renewable primary products. www.landtechnik-online.eu/en/archive/2008/issue-62008/pp. 356 - 358

Weissbach, F. (2009a): Degree of utilization of primary renewable products in biogas production. www.landtechnik-online.eu/en/archive/2009/issue-12009/pp. 18-21

Weissbach, F. (2009b): Gas production potential of forage and cereal crops in biogas production. www.landtechnik-online.eu/en/archive/2009/issue-52009/pp. 317-321

Weissbach, F. (2009c): Gas production potential of fresh and ensiled sugar beets in biogas production. www.landtechnik-online.eu/en/archive/2009/issue-62009/pp. 394 - 397

Weissbach, F. (2009d): Correction of dry matter content of silages used as substrate for biogas production. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 483-484

Weissbach, F. (2009e): Prediction of biogas production potential of silages. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 189-190

Weissbach, F. (2009f): Evaluation of the renewable primary products for biogas production. Part I: Gas production potential of the fermentable nutrients. German Journal of Agronomy. 13 (2), 72-85

Weissbach, F. and H. Honig (1996): Uber die Vorhersage und Steuerung des Garungsverlaufs bei der Silierung von Grunfutter aus extensivem Anbau. Landbauforschung Volkenrode, FAL, 46, 10-17

Weissbach, F., H. Honig and E. Kaiser (1993): The effect of nitrate on the silage fermentation. Proceedings X International Silage Conference, Dublin, Ireland, 122-123

Weissbach, F. and S. Kuhla (1995): Substance losses in deterмин.ing the dry matter content of silage and green fodder:arising errors and possibilities of correction. Ubersichten Tierernahrung 23, 189-214

Weissbach, F., S. Kuhla, R. Prym and H.-J. Block (1991): Estimation of nutritive value by analytical parameters. Landbauforschung Volkenrode, FAL, Sonderheft 123, 218-234

Weissbach, F., B. Reuter and D. Kruse (1989): About the testing and evaluation of silage additives. In: F.Weissbach (ed.) Proceedings International Symposium on Production, Evaluation and Feeding of Silage. June 12-16 in Rostock, ILID-Druckerei Berlin,Germany, 107- 116

Weissbach, F., L. Schmidt and E. Hein (1974): Method of anticipation of the run of fermentation in silage making, based on the chemical composition of green fodder. Proceedings XII International Grassland Congress, Moskov, Russia, 663-673

Weissbach, F. and C. Strubelt (2008a): Correcting the dry Matter content of maize silages as a substrate for biogas production. www.landtechnikonline.eu/en/archive/2008/issue-22008/pp. 82–83

Weissbach, F. and C. Strubelt (2008b): Correcting the dry Matter content of grass silages as a substrate for biogas production. www.landtechnikonline.eu/en/archive/2008/issue-42008/pp. 210-211

Weissbach, F. and C. Strubelt (2008c): Correcting the dry Matter content of sugar beet silages as a substrate for biogas production. www.landtechnikonline.eu/en/archive/2008/issue-62008/pp. 354-355

Wilkinson, J. M., K. K. Bolsen and C. J. Lin (2003): History of Silage. In: D. R. Buxton, R. E. Muck and J. H. Harrison (ed.): Silage Science and Technology. Amarican Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America. Agronomy Monograph no. 42, 1- 30

Wolthusen, E., F. Weissbach and M. Derno (1989): Fermentation acid content and aerobic stability of silages. In: F.Weissbach (ed.) Proceedings International Symposium on Production, Evaluation and Feeding of Silage. June 12-16 in Rostock, ILID-Druckerei Berlin,Germany, 123- 132

Yu, Z., Y.D. Yu, Q.Z. Sun, T. Shao and Y.M. Cai (2009): The effects of previously fermented juice on silage quality of erect milkvetch. Proceedings XV International Silage Conference, Madison, Wisconsin, USA, 343-344